/*---------------------------------------------------------------------------*
  Project:  NintendoWare
  File:     ParticleScaleDemo.cpp
  
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  prior written consent of Nintendo.
  
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  $Revision: $
 *---------------------------------------------------------------------------*/

#define NW_DEBUG_CHECK_MEMORY_LEAK

#include <nn/os.h>
#include <nn/fs.h>

#include <nw/types.h>
#include <nw/demo.h>
#include <nw/dev.h>
#include <nw/gfx.h>
#include <nw/ut.h>

namespace
{

//----------------------------------------
// メモリ関係

// デバイスメモリを確保するためのアロケータです。
nw::demo::DemoAllocator s_DeviceAllocator;
nw::demo::DemoAllocator s_ParticleAllocator;

//----------------------------------------
// ファイル名の定義です。
const wchar_t* SKY_SPHERE_FILE_NAME  = NW_DEMO_FILE_PATH(L"SkySphere.bcmdl");

//----------------------------------------
// 描画関係
const int RENDER_TARGET_COUNT = 1;
typedef nw::ut::FixedSizeArray<nw::gfx::IRenderTarget*, RENDER_TARGET_COUNT> RenderTargetArray;

RenderTargetArray s_RenderTargets;
nw::demo::SceneSystem*  s_SceneSystem = NULL;
nw::demo::RenderSystem* s_RenderSystem = NULL;
nw::gfx::ParticleContext* s_ParticleContext = NULL;

nw::demo::GraphicsDrawing  s_GraphicsDrawing;

//----------------------------------------
// リソース関係
nw::demo::ResourceArray s_Resources;

//----------------------------------------
// シーン関係
nw::gfx::SceneNode* s_SceneRoot = NULL;
s32 s_FrameCount = 0;
nw::gfx::Camera* s_BaseCamera = NULL;
nw::gfx::Camera* s_LeftCamera = NULL;
nw::gfx::Camera* s_RightCamera = NULL;
const f32 s_fNearPlane = 0.1f;

const s32 s_BaseCameraIndex = 0;

//----------------------------------------
// パーティクル関係
nw::gfx::ParticleSceneUpdater* s_ParticleSceneUpdater = NULL;

nw::demo::FlushCache* s_FlushCache;

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        グラフィックス関連の初期化を行います。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
InitializeGraphics()
{
    nw::gfx::CommandCacheManager::SetAllocator( &s_DeviceAllocator );

    // renderDescriptionへステレオの設定を行います。
    nw::demo::RenderSystem::Description renderDescription;

    renderDescription.reusableCommandBufferSize = 0x100000;
    renderDescription.reusableCommandRequestCount      = 512;
    renderDescription.upperScreenMode = nw::demo::UPPER_SCREEN_MODE_STEREO;

    s_RenderSystem = nw::demo::RenderSystem::Create(&s_DeviceAllocator, renderDescription);

    s_GraphicsDrawing.SetScreenSize(
        renderDescription.lowerScreenDescription.width,
        renderDescription.lowerScreenDescription.height
    );

    nw::demo::Utility::InitializeGraphicsDrawing(&s_DeviceAllocator, s_GraphicsDrawing);

    s_RenderTargets.push_back(
        nw::demo::Utility::CreateUpperScreenBuffer(&s_DeviceAllocator, renderDescription)
    );
    NW_ASSERT(!s_RenderTargets.empty());
    s_RenderSystem->GetRenderContext()->SetRenderTarget(s_RenderTargets.front());
    
    // sceneDescriptionへの標準的な設定はコンストラクタで行われています。
    nw::demo::SceneSystem::Description sceneDescription;
    s_SceneSystem = nw::demo::SceneSystem::Create(&s_DeviceAllocator, sceneDescription);

    s_ParticleContext = nw::gfx::ParticleContext::Builder()
        .Create(&s_DeviceAllocator);
    
    s_ParticleSceneUpdater = nw::gfx::ParticleSceneUpdater::Builder()
        .Create(&s_DeviceAllocator);

    // デモ用の最遠景モデルをレンダリングシステムに設定します。
    // gfx のデモでは glClear などを用いずに背景で塗りつぶしを行います。
    s_RenderSystem->LoadSkyModel(SKY_SPHERE_FILE_NAME);

    NW_GL_ASSERT();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        グラフィックス関連の後始末をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
TerminateGraphics()
{
    nw::gfx::SafeDestroy(s_LeftCamera);

    nw::gfx::SafeDestroy(s_RightCamera);

    nw::gfx::SafeDestroy(s_ParticleSceneUpdater);
    
    nw::gfx::SafeDestroy(s_ParticleContext);

    nw::gfx::SafeDestroy(s_SceneSystem);
    
    nw::gfx::SafeDestroyAll(s_RenderTargets);
    
    s_GraphicsDrawing.Finalize();

    nw::gfx::SafeDestroy(s_RenderSystem);

    NW_GL_ASSERT();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        ルートノード関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
BuildRootNodes()
{
    NW_ASSERT(s_SceneRoot == NULL);
    s_SceneRoot = nw::gfx::TransformNode::DynamicBuilder()
        .IsFixedSizeMemory(false)
        .Create(&s_DeviceAllocator);
    NW_NULL_ASSERT(s_SceneRoot);
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        カメラ関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
BuildCameras()
{
    nw::demo::Utility::CreateStereoCameras(
        &s_BaseCamera,
        &s_LeftCamera,
        &s_RightCamera,
        &s_DeviceAllocator,
        nw::math::VEC3(0.0f, 13.0f, 70.f),
        nw::math::VEC3(0.0f, 13.0f, 0.0f),
        s_fNearPlane
    );

    s_SceneRoot->AttachChild(s_BaseCamera);
    s_SceneSystem->GetCameraController()->Register(s_BaseCamera);
}


/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーンを初期化します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
InitializeScenes()
{
    BuildRootNodes();
    
    BuildCameras();

    // シーンツリーを巡回して初期化を行います。
    s_SceneSystem->InitializeScene(s_SceneRoot);
    s_SceneSystem->UpdateScene();

    // カメラを設定します。
    nw::gfx::SceneEnvironment& sceneEnvironment = s_RenderSystem->GetSceneEnvironment();
    sceneEnvironment.SetCamera(s_BaseCameraIndex, s_BaseCamera);
    nw::demo::Utility::SetCameraAspectRatio(s_BaseCamera, s_RenderTargets[0]);

    NW_GL_ASSERT();

    s_FrameCount = 0;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーン関連の後始末をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
TerminateScenes()
{
    nw::gfx::SafeDestroyBranch(s_SceneRoot);
    nw::demo::SafeCleanupResources(s_Resources);

    NW_GL_ASSERT();

    s_Resources.clear();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーンを更新します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
UpdateScene()
{
    NW_ASSERT(0 < s_RenderTargets.size());

    s_SceneSystem->GetCameraController()->Update();

    s_SceneSystem->UpdateScene();
    
    s_BaseCamera->UpdateCameraMatrix();

    NW_NULL_ASSERT(s_ParticleSceneUpdater);
    s_ParticleSceneUpdater->UpdateNode(
        s_SceneSystem->GetSceneContext(),
        s_ParticleContext);

    s_RenderSystem->CalcStereoCamera(s_LeftCamera, s_RightCamera, s_BaseCamera, s_fNearPlane + 5.0f);
    
    s_FrameCount++;

    s_FlushCache->Execute();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        負荷表示やテスト機能の処理をおこないます。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
ReportDemo()
{
    NW_PROFILE("ReportDemo");

    // 負荷表示からはこれらの負荷は除きます。
    s_RenderSystem->SuspendLoadMeter();

    nw::demo::DebugUtility::CalcLoadMeter(s_RenderSystem);

    s_GraphicsDrawing.BeginDrawingShape();

    nw::demo::DebugUtility::DrawLoadMeter(
        s_RenderSystem,
        &s_GraphicsDrawing
    );

    s_GraphicsDrawing.EndDrawingShape();

    s_GraphicsDrawing.BeginDrawingString();

    nw::demo::DebugUtility::DrawLoadMeterText(
        s_RenderSystem,
        &s_GraphicsDrawing
    );

    s_GraphicsDrawing.EndDrawingString();

    s_RenderSystem->ResumeLoadMeter();
}




//----------------------------------------
// デモ固有の変数

// パーティクルエフェクトクラス
nw::demo::ParticleEffect* s_ParticleEffect = NULL;

// パーティクルノードクラス
nw::demo::ParticleNode* s_PaticleNode = NULL;

// カウンタ
u32 s_Count = 0;

// アニメーションステート
enum 
{ 
    DEMO_STATE_SCALING_PARTICLE_MODEL     = 0, 
    DEMO_STATE_SCALING_PARTICLE_EMITTER   = 1, 
    DEMO_STATE_TRANSLATE_PARTICLE_EMITTER = 2, 
    DEMO_STATE_SCALING_PARTICLE           = 3, 
    DEMO_STATE_MAX                        = 4 
};
u32 s_AnimationState = DEMO_STATE_SCALING_PARTICLE_MODEL;

// ロードするエフェクトファイル
const wchar_t* EFFECT_RESOURCE_FILE  = NW_DEMO_FILE_PATH(L"rain_follow_on.bcptl");

// ロードするエフェクトシェーダファイル
const wchar_t* SHADER_RESOURCE_FILE_NAME = NW_DEMO_FILE_PATH(L"nwgfx_ParticleDefaultShader.bcsdr");

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        ParticleScaleDemoの初期化を行います。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
InitializeParticleScaleDemo()
{
    // このデモは、パーティクルモデル、パーティクルエミッタ、パーティクル
    // それぞれにスケールをかけた場合の効果を確認するデモです。

    // シェーダバイナリをロードします。
    nw::demo::ParticleEffect::InitializeShaderBinary(SHADER_RESOURCE_FILE_NAME, &s_DeviceAllocator);

    // パーティクルエフェクトクラスを生成します。
    s_ParticleEffect = nw::demo::ParticleEffect::Create(&s_DeviceAllocator, &s_DeviceAllocator, false, s_ParticleContext);

    // エフェクトデータをロードしてセットアップします。
    nw::demo::ResourceSet* resourceSet = nw::demo::Utility::LoadResources(s_Resources, EFFECT_RESOURCE_FILE, &s_DeviceAllocator);
    
    // リソースをセットアップを行います。
    s_ParticleEffect->Setup(resourceSet->resource, true);
    
    // ParticleEffectにリソースをセットします。
    s_ParticleEffect->Register(resourceSet->resource);
    s_ParticleEffect->AddPool(1);
    
    // パーティクルノードクラスのインスタンスをリースします。
    s_PaticleNode = s_ParticleEffect->LeaseInstance();

    // シーンに追加します。
    s_SceneRoot->AttachChild(s_PaticleNode);
    s_SceneSystem->InitializeScene(s_SceneRoot);
    s_SceneSystem->UpdateScene();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        ParticleScaleDemoの定期処理です。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
UpdateParticleScaleDemo()
{
    ++s_Count;

    // 360フレーム単位でスケールを適用する対象を変更します。
    if (s_Count%360 == 0)
    {
        s_AnimationState++;

        // エミッタのスケールを戻します。
        if (s_AnimationState == DEMO_STATE_SCALING_PARTICLE)
        {
            for (u32 i = 0; i < s_PaticleNode->GetParticleEmitterSize(); ++i)
            {
                nn::math::MTX34 transformMatrix;
                transformMatrix.SetupIdentity();
                transformMatrix.SetupScale(nn::math::VEC3(nw::math::VEC3(1.f, 1.f, 1.f)));

                //  リソースの持つトランスフォーム情報を基準にトランスフォームを設定します。
                s_PaticleNode->GetParticleEmitter(i)->SetResourceBasedTransform( transformMatrix );
            }
        }

        if (s_AnimationState == DEMO_STATE_MAX)
        {
            s_AnimationState = DEMO_STATE_SCALING_PARTICLE_MODEL;
        }
    }

    // ParticleModelに対するスケールアニメーションを適用します。
    // エフェクト全体に対してスケールが適用されます。
    if (s_AnimationState == DEMO_STATE_SCALING_PARTICLE_MODEL)
    {
        f32 fsin = 0.5f * nn::math::SinDeg(s_Count);

        for (u32 i = 0; i < s_PaticleNode->GetParticleModelSize(); ++i)
        {
            s_PaticleNode->GetParticleModel(i)->Transform().SetScale( 1.f + fsin,  1.f + fsin, 1.f + fsin );
        }
    }

    // ParticleEmitterに対するスケールを適用します。
    // 各パーティクルの大きさはそのままで、発生源にスケールが適用されます。
    if (s_AnimationState == DEMO_STATE_SCALING_PARTICLE_EMITTER)
    {
        f32 fsin = 10.0f * nn::math::SinDeg(s_Count);

        // 雲がXZ平面上に広がるようにスケールをかけます。
        for (u32 i = 0; i < s_PaticleNode->GetParticleEmitterSize(); ++i)
        {
            nn::math::MTX34 transformMatrix;
            transformMatrix.SetupIdentity();
            transformMatrix.SetupScale(nn::math::VEC3(nw::math::VEC3(3.f, 1.f, 3.f)));

            //  リソースの持つトランスフォーム情報を基準にトランスフォームを設定します。
            s_PaticleNode->GetParticleEmitter(i)->SetResourceBasedTransform( transformMatrix );
        }
    }

    // ParticleEmitterに対する位置を適用します。
    if (s_AnimationState == DEMO_STATE_TRANSLATE_PARTICLE_EMITTER)
    {
        f32 fsin = 20.0f * nn::math::SinDeg(s_Count);

        // エミッタを左右に移動させます。
        for (u32 i = 0; i < s_PaticleNode->GetParticleEmitterSize(); ++i)
        {
            nn::math::MTX34 transformMatrix;
            transformMatrix.SetupIdentity();
            transformMatrix.SetupTranslate(nn::math::VEC3(nw::math::VEC3(fsin, 0.f, 0.f)));

            //  リソースの持つトランスフォーム情報を基準に位置情報を設定します。
            s_PaticleNode->GetParticleEmitter(i)->SetResourceBasedTransform( transformMatrix );
        }
    }

    // 粒に対するスケールアニメーション
    // 各パーティクルの粒の大きさにスケールが適用されます。
    // SetParticleScaleOffsetメソッド内では、
    // ParticleModel が保持するParitcleSet内メソッド、SetScaleOffsetへの操作が行われます。
    if (s_AnimationState == DEMO_STATE_SCALING_PARTICLE)
    {
        f32 fsin = 0.5f * nn::math::SinDeg(s_Count);
        s_PaticleNode->SetParticleScaleOffset(1.f + fsin);
    }
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        ParticleScaleDemoのスクリーンデバッグ表示です。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
ReportParticleScaleDemo()
{
    if(s_AnimationState== DEMO_STATE_SCALING_PARTICLE_MODEL)
    {
        s_GraphicsDrawing.DrawString(10, 10, "Particle Model Scaling");
    }

    if(s_AnimationState== DEMO_STATE_SCALING_PARTICLE_EMITTER)
    {
        s_GraphicsDrawing.DrawString(10, 10, "Particle Emitter Scaling");
    }

    if(s_AnimationState== DEMO_STATE_TRANSLATE_PARTICLE_EMITTER)
    {
        s_GraphicsDrawing.DrawString(10, 10, "Particle Emitter Translate");
    }

    if(s_AnimationState== DEMO_STATE_SCALING_PARTICLE)
    {
        s_GraphicsDrawing.DrawString(10, 10, "Particle Scaling");
    }
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        ParticleScaleDemoの終了処理を行います。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
TerminateParticleScaleDemo()
{
    nw::demo::ParticleNode* prevTarget = s_ParticleEffect->GetActiveEffect(0);
    while (prevTarget != NULL)
    {
        s_ParticleEffect->ReleaseInstance(prevTarget);
        prevTarget = s_ParticleEffect->GetActiveEffect(0);
    }

    s_ParticleEffect->FreePool();

    nw::ut::SafeDestroy(s_ParticleEffect);

    // ロードしたパーティクルシェーダを破棄します。
    nw::demo::ParticleEffect::FinalizeShaderBinary();
}




/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーンをデモンストレーションします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
DemoScene()
{
    NW_ASSERT(!s_RenderTargets.empty());

    nw::gfx::RenderContext* renderContext = s_RenderSystem->GetRenderContext();
    
    InitializeScenes();

    // ParticleScaleDemoの初期化処理です。
    InitializeParticleScaleDemo();

    nw::demo::DebugUtility::PostInitializeScenes();

    bool isContinuing = true;

    while ( isContinuing )
    {
        nw::demo::DebugUtility::AdvanceAutoTestFrame();
        
        nw::demo::PadFactory::GetPad()->Update();
        

        // ParticleScaleDemoの定期処理です。
        UpdateParticleScaleDemo();

        UpdateScene();
        
        renderContext->SetActiveCamera(s_BaseCameraIndex);
        s_RenderSystem->SubmitView(s_SceneSystem);
        
        s_RenderSystem->SetRenderTarget(s_RenderTargets[0]);
        s_RenderSystem->RenderStereoScene(s_LeftCamera, s_RightCamera);
        
        s_RenderSystem->ClearBySkyModel(s_BaseCamera);
        ReportDemo();

        // ParticleScaleDemoのレポートを表示します。
        ReportParticleScaleDemo();

        s_RenderSystem->TransferBuffer(nw::demo::LOWER_SCREEN);
        
        s_RenderSystem->PresentBuffer(nw::demo::UPPER_SCREEN | nw::demo::LOWER_SCREEN | nw::demo::EXTENSION_SCREEN);

        renderContext->ResetState();

        if (nw::demo::Utility::IsTerminating())
        {
            isContinuing = false;
        }
    }

    nw::demo::DebugUtility::PreTerminateScenes();
    
    // ParticleScaleDemoの終了処理です。
    TerminateParticleScaleDemo();

    TerminateScenes();
}

} // namespace

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        メイン関数です。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
nnMain()
{
    nw::demo::InitializeGraphicsSystem(&s_DeviceAllocator);
    nw::demo::InitializeDemoAllocator(&s_ParticleAllocator, nw::demo::DEMO_PARTICLE_MEMORY_SIZE);

    nw::demo::PadFactory::Initialize(&s_DeviceAllocator);

    NW_DEMO_TEST_LOOP(&s_DeviceAllocator, &s_ParticleAllocator, &s_RenderSystem)
    {
        InitializeGraphics();

        s_FlushCache = nw::demo::FlushCache::Create(&s_DeviceAllocator);

        DemoScene();

        nw::ut::SafeDestroy(s_FlushCache);
        
        TerminateGraphics();
    }

    nw::demo::PadFactory::Finalize();
    
    nw::demo::FinalizeDemoAllocator(&s_ParticleAllocator);

    nw::demo::FinalizeGraphicsSystem();
}